Koordinatensystem
Unreal Engine (UE) verwendet das kartesische Koordinatensystem, um Positionen im dreidimensionalen Euklidischen Raum darzustellen. Im Unreal Editor ist das Koordinatensystem linksseitig und verwendet eine Z-Aufwärts-Achse. Punkte werden durch ihre Position entlang dreier Koordinatenachsen bestimmt: der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse. Diese Koordinatenwerte legen die Position der Actors und die Blickrichtung in Ihrem Projekt fest. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Achsen im Verhältnis zueinander auszurichten. Die Ausrichtung und die Werte der Achsen hängen vom Typ des Koordinatenraums ab, in dem Sie sich befinden.
Wenn Sie Assets aus anderer Software wie Maya, Houdini, ZBrush, Blender oder 3ds Max importieren, müssen Sie sich der Händigkeit und Ausrichtung des in Unreal Engine verwendeten Koordinatensystems bewusst sein. Andere Software-Systeme verwenden andere Aufwärts-Achsen und Händigkeiten, die Sie möglicherweise berücksichtigen müssen.
Dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem mit Ursprung und Koordinatenachsen
Achsen
Im Unreal Editor und allen Abbildungen in diesem Dokumentationsabschnitt sind den Koordinatenachsen die folgenden Farben zugeordnet:
X-Achse: Rot
Y-Achse: Grün
Z-Achse: Blau
Das linksseitige Z-Hoch-System von UE ist wie folgt definiert:
Die Z-Achse bestimmt, wie weit oben und unten entlang einer vertikalen Linie sich ein Actor befindet.
Positive Werte sind aufwärts.
Die Y-Achse bestimmt, wie weit links oder rechts sich ein Actor befindet.
Positive Werte befinden sich rechts.
Die X-Achse bestimmt, wie weit vorne oder hinten sich ein Actor befindet.
Positive Werte sind vorwärts.
Es gibt einen besonderen Punkt im Koordinatensystem, der „Ursprung“ genannt wird. Der Ursprung liegt dort, wo sich die Koordinatenachsen überschneiden, und wird durch den Punkt mit den Koordinaten (0, 0, 0) repräsentiert. Weitere Informationen zum Ursprung und seiner Verwendung zum Festlegen der Position eines Punkts finden Sie im GIF oben und im Abschnitt Koordinatenraum auf dieser Seite.
Sie können die orthografischen Viewports verwenden, um die Richtung der Achsen zu visualisieren und Koordinatenwerte festzulegen. Weitere Informationen finden Sie unter Using Editor Viewports (Verwenden von Editor-Viewports).
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Perspektive (3D) | Vorderseite (X-Achse) | Seite (Y-Achse) | Oben (Z-Achse) |
UE wird als linksseitiges Koordinatensystem bezeichnet, da das Kreuzprodukt und die Koordinatenachsen der Linken-Hand-Regel und Z-aufwärts folgen, da sich positive Werte entlang der Z-Achse in der Aufwärtsrichtung befinden.
Zur Veranschaulichung können Sie mit dem linken Zeigefinger in Richtung der positiven X-Achse zeigen. Zeigen Sie dann mit dem linken Mittelfinger in Richtung der positiven Y-Achse. Jetzt zeigt die positive Z-Achse in Richtung Ihres Daumens. Das folgende Bild zeigt, wie das aussieht:
Linke-Hand-Regel für das Kreuzprodukt von Vektoren
Die drei Koordinatenachsen werden manchmal auch bezeichnet als:
X-Achse: Abszisse
Y-Achse: Ordinate
Z-Achse: Applikate
Folgen Sie diesen Schritten, um den Punkt (2, 1, -3) im UE-Koordinatenraum zu finden:
Messen Sie zwei Einheiten entlang der positiven X-Achse.
Messen Sie eine Einheit entlang der positiven Y-Achse.
Messen Sie drei Einheiten entlang der negativen Z-Achse.
Das folgende Video zeigt diesen Prozess Schritt für Schritt:
Gehen Sie zwei Einheiten vorwärts in positiver X-Richtung.
Gehen Sie eine Einheit nach rechts in positiver Y-Richtung.
Gehen Sie drei Einheiten nach unten in negativer Z-Richtung.
Weitere Informationen zu Einheiten in UE finden Sie in der Dokumentation Maßeinheiten.
Schritte zum Auffinden des Punkts (2, 1, -3) im Koordinatensystem von Unreal
Transformieren und Steuerungsachsen
Das folgende Bild ist eine Szene aus der Third-Person-Vorlage, die in Unreal Engine enthalten ist. Das ausgewählte Objekt in der Mitte der Szene befindet sich am Ursprung des Welt-Bereichs. In der linken unteren Ecke der Viewports im Unreal Editor befindet sich ein Gizmo-Symbol, das die positive Richtung der Achsen relativ zur betrachteten Richtung anzeigt. Sie können damit das Koordinatensystem in der Unreal Engine visualisieren.
Unreal Engine-Szene mit Gizmo, das die Position eines Objekts im Welt-Bereich anzeigt
Das Transformations-Gizmo in der Mitte der Szene wird mit der gleichen Ausrichtung positioniert wie das Gizmo-Symbol unten links im Viewport. Die passende Ausrichtung liegt daran, dass Sie den ausgewählten Actor im Welt-Bereich betrachten. Außerdem sind die Farben der Transformationssteuerelemente im Editor so abgestimmt, dass sie zu den Achsen passen.
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Verschiebewerkzeug (W) | Drehen-Werkzeug (E) | Skalierungswerkzeug (R) |
Das Bild oben zeigt die gewöhnlichen Transformations-Gizmos im Level-Editor. Allerdings gibt es in den verschiedenen Editoren und Level-Modi weitere spezialisierte Gizmos.
Weitere Informationen über die Verwendung der verschiedenen Steuerelemente zum Anpassen der Actor-Position einschließlich des Drehpunkts finden Sie unter Transforming Actors (Transformieren der Actors).
Weitere Informationen
Weitere Informationen zu Koordinatensystemen finden Sie in den folgenden Ressourcen:
Koordinatenräume
Jeder Koordinatenraum hat sein eigenes Koordinatensystem und seinen eigenen Ursprung. Der Schnittpunkt der Achsen entspricht dem Ursprungspunkt des jeweiligen Koordinatenraums, der durch die Koordinaten (0,0,0) innerhalb des Koordinatensystems dieses Koordinatenraums dargestellt wird. Die Achsenwerte steigen oder fallen in Abhängigkeit vom Ursprung und der Richtung der Transformation.
Welt-Bereich
Welt-Bereich ist das Koordinatensystem, das für Ihr gesamtes Level verwendet wird. Sein Ursprung ist die Mitte der Szene (das Weltraster). Dieses Koordinatensystem ist fixiert – Sie können es nicht transformieren. Verwenden Sie den Welt-Bereich, um ein Objekt in absoluten Einheiten relativ zum Ursprung des Levels zu verschieben oder zu drehen und relativ zum gesamten Level zu skalieren.
Im folgenden Bild sehen Sie, was passiert, wenn Sie den blauen Würfel auswählen. Das Koordinatenachsen-Gizmo befindet sich jetzt am Drehpunkt des Würfels. Die Koordinatenachsen des Gizmos zeigen weiterhin in dieselbe Richtung wie die Koordinatenachsen des Welt-Bereichs. Dies kann man auf zwei verschiedene Arten sehen.
Eine Möglichkeit besteht darin, festzustellen, dass die Koordinatenachsen des Gizmos, dessen Mittelpunkt der blaue Würfel ist, in die gleichen Richtungen zeigen wie die Koordinatenachsen in der unteren linken Ecke.
Eine andere, einfachere Möglichkeit ist das Globussymbol in der oberen rechten Ecke des Viewport, das anzeigt, dass Sie dieses Objekt in Bezug auf den Welt-Bereich betrachten.
Zeigt den blauen Würfel in Bezug auf den Welt-Bereich an.
Lokaler Raum
Der lokale Raum ist das System relativ zur Szenenkomponente, mit der der Actor verbunden ist. Dieser Raum wird auch Objekt-Raum genannt. Jeder Actor verfügt innerhalb einer Szene über ein lokales Raumkoordinatensystem relativ zu seinem Drehpunkt. Der Drehpunkt eines Actors ist dort, wo sich die drei lokalen Koordinatenachsen des Actors überschneiden und den Ursprung des lokalen Raums bilden. Verwenden Sie den lokalen Raum, um ein Objekt relativ zu seinem Parent zu verschieben oder zu drehen.
Welt-Bereich | Lokaler Raum |
Transformationswerkzeuge richten sich am Weltraster aus. | Transformationswerkzeuge richten sich an der Drehung des ausgewählten Actor aus. |
Wenn Sie auf das Globussymbol in der oberen rechten Ecke klicken, ändert sich das Gizmo, das auf den blauen Würfel zentriert ist, und das Globussymbol verwandelt sich in ein Würfelsymbol mit Achsen. Dieses Symbol zeigt an, dass Sie das Objekt aus Sicht des lokalen Raums betrachten. Nun zeigen die X- und Y-Koordinatenachsen des auf dem blauen Würfel zentrierten Gizmo nicht in die gleiche Richtung wie jene in der unteren linken Ecke.
Ansicht des blauen Würfels in Bezug auf den lokalen Raum
Wählen Sie eine der folgenden Optionen, um die Position des Actors kurzzeitig zu ändern:
Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf die Kugel in der Mitte des Verschiebungs-Gizmo und ziehen Sie, um den Drehpunkt zu bewegen.
Bewegen Sie den Mauszeiger über die Position des Drehpunkts auf dem Actor und nutzen Sie den Shortcut ALT + MMT (Mittlere Maustaste).
Sie können den Drehpunkt wie folgt dauerhaft ändern:
Führen Sie eine der obigen Aktionen aus, rechtsklicken Sie dann auf den Actor und wählen Sie Drehpunkt > Als Drehpunktversatz festlegen aus.
Weitere Informationen über die Anpassung von Drehpunkten finden Sie unter Transforming Actors (Transformieren von Actors).
Bildschirmbereich
Bildschirmbereich ist die Projektion des dreidimensionalen Welt-Bereichs auf den zweidimensionalen Bildschirm, der die Sicht des Spielers darstellt. Sie können Bildschirmbereichs-Koordinaten von bestimmten Kameras in Ihrer Szene abrufen.
PIE-Sitzung (Play in Editor) der Third-Person-Vorlage
Um die Platzierung der Actors auf dem Bildschirm besser zu visualisieren, steuern Sie die Kameras oder Pawns in Ihrer Szene. Klicken Sie zum Steuern mit der rechten Maustaste auf das Objekt und wähle Sie Pilot aus.
UV-Raum
UVs sind eine Parametrisierung (U,V) eines 3D-Oberflächen-Mesh in einem normalisierten (0 bis 1) 2D-Raum. Mit anderen Worten, sie repräsentieren Koordinaten im 2D-Raum, die in Scheitelpunkte auf Ihrem 3D-Modell übersetzt werden. Der Raum wird horizontal als U und vertikal als V dargestellt, daher der Name UV-Koordinaten. Auch bekannt als 2D- oder Textur-Koordinaten.
Der 2D-Viewport des UV-Editors (siehe Bild unten) stellt den UV-Raum für die Anzeige Ihrer UV-Map dar. Das ist der primäre Viewport für das Auspacken und Paketieren von UVs. Dieser Raum wird auch 2D-oder Texturraum genannt.
Instanz- und Partikelraum
Instanz- und Partikelraum ist das Koordinatensystem relativ zu einer instanzierten Statisches-Mesh-Komponente (ISM) oder einem Partikel-Emitter, an dem ein Mesh angekoppelt ist. Im Wesentlichen ermöglicht dieses Koordinatensystem eine Transformation pro Instanz.
Im Video besteht die ISM-Komponente aus Mesh-Instanzen (Kopien) des Würfel-Assets. Die Komponente transformiert alle Instanzen gleichzeitig, basierend auf dem Drehpunkt des Actor. Bei einem Doppelklick auf die Komponente bewegt sich der Drehpunkt zur ausgewählten Instanz.
Folgendes gilt, wenn Sie die Materialknoten Transform oder TransformPosition verwenden, um Positionen oder Vektoren von Mesh-Instanzen oder Partikel-Meshs zu konvertieren.
Lokaler Raum bezieht sich auf das Koordinatensystem für die instanzierte Statisches-Mesh-Komponente oder den Partikel-Emitter.
Instanz- und Partikelraum bezieht sich auf das Koordinatensystem für die individuelle Instanz oder den Partikel. Sie können die Transformation jeder Instanz vom Instanz- und Partikelraum in den lokalen Raum konvertieren.
Die Instanzierung und der Partikelraum für Nicht-Mesh-Partikel (Niagara und Cascade) ist der gleiche wie der lokale Raum.
Weitere Informationen über diese Material-Knoten finden Sie unter Vector Operation Material Expressions (Vektoroperation-Materialausdrücke).